一种改性X沸石及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种改性X沸石，其微孔孔容为0.351～0.390毫升/克，介孔孔容0.01～0.09毫升/克，介孔最可几孔径为2.0～7.0纳米。该X沸石具有良好的对二甲苯分离性能。石具有良好的对二甲苯分离性能。

【技术实现步骤摘要】
一种改性X沸石及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种沸石及其制备方法，具体地说，是一种X沸石及制备方法。

技术介绍

[0002]在工业生产过程中，具有多取代基的芳烃同分异构体通常以混合物的形式产出，需要经过进一步的分离才能获得高附加值单体。由于具有非常接近的沸点，工业上普遍采用选择性吸附的方法来分离这些同分异构体，而不是传统的精馏工艺。
[0003]工业上，吸附分离技术广泛用于从混合C8芳烃中分离对二甲苯。利用钡离子或钡、钾离子交换的X沸石吸附剂选择性吸附对二甲苯的性质，经过反复逆流传质交换，使对二甲苯富集于吸附剂中，再由解吸剂解吸吸附的对二甲苯，精馏抽出液回收解吸剂，得到高纯度对二甲苯。
[0004]US3960774和CN1565718A均报道了采用包含氢氧化钠的水溶液处理吸附剂，使其中的粘结剂转化为X沸石，从而提高吸附剂的吸附容量。
[0005]吸附剂的选择性主要从交换离子种类和沸石性质方面进行改善。US3997620发现采用锶和钡双金属离子交换的X沸石吸附剂表现出更高对二甲苯选择性。
[0006]US4283587将经过离子交换后的X或Y型沸石再用烷基胺或烷基铵的盐酸盐处理，以提高其对位异构体的选择性。
[0007]CN1275926A公开了一种聚结型沸石吸附剂，使用Si/Al原子比为1～1.15的X沸石为原料制备吸附剂，并用钡和钾离子进行交换，吸附剂中的可交换位点至少含70％的钡离子和至多30％的钾离子。所述吸附剂采用高岭土为粘结剂，并通过碱液处理使其原位晶化为X沸石提高吸附剂容量。
[0008]对二甲苯选择性吸附位点位于X分子筛的微孔孔道，但是现有技术并不能提高X分子筛的微孔孔容，甚至会破坏微孔孔道来形成介孔。此外，虽然可以通过制备小晶粒X分子筛或者在吸附剂成型过程中加入造孔剂来提高传质性能，但是降低X分子筛晶粒会增加工业生产难度，加入造孔剂会降低吸附剂灼基堆密度，不利于提高吸附分离装置的原料处理能力。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种改性X沸石及其制备方法，该X沸石具有较大的微孔孔容和孔径较小的介孔孔道，从而具有良好的对二甲苯分离性能。
[0010]本专利技术还提供所述改性X沸石的应用。
[0011]本专利技术提供一种改性X沸石，其具有八面体形貌，粒径为0.5～2.0微米，SiO2/Al2O3摩尔比为2.0～2.6，阳离子为Na和/或K，其微孔孔容为0.351～0.390毫升/克，介孔孔容为0.01～0.09毫升/克，介孔孔直径为2.0～7.0纳米。
[0012]本专利技术提供所述改性X沸石的制备方法，包括如下步骤：
[0013](1)将常规X沸石加入到无机碱溶液中，于80～110℃搅拌处理0.5～5.0小时，经洗
涤、干燥后得到X
‑
1。
[0014](2)将(1)步所得X
‑
1加入到铵盐溶液中，于35～95℃搅拌处理10～60分钟，将洗涤、干燥后得到所述改性X沸石。
[0015]本专利技术所述改性X沸石的应用，可以用于制备吸附分离对二甲苯的吸附材料。
[0016]本专利技术提供的改性X沸石，具有较大的微孔孔容，同时形成孔径较小的介孔孔道，用于芳烃同分异构体的吸附分离，有利于提高吸附容量、改善传质性能，可显著提高分离性能。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例1制备的X沸石的XRD图。
[0018]图2为本专利技术实施例1制备的X沸石的SEM照片。
具体实施方式
[0019]本专利技术通过采用铵盐溶液处理常规X沸石，使部分铵根离子扩散进入X沸石微孔孔道，铵根离子存在的局部区域形成少量的氢离子，使X沸石骨架结构被有限裁剪，导致微孔孔容明显增加，同时形成孔径较小的介孔孔道，从而提高对二甲苯分离性能。
[0020]本专利技术所述改性X沸石的微孔孔容为0.351～0.390毫升/克，优选0.351～0.365毫升/克，介孔孔容为0.01～0.09毫升/克，优选0.02～0.07毫升/克，介孔最可几孔径为2.0～7.0纳米，优选3.0～6.0纳米。
[0021]所述的改性X沸石具有八面体形貌，粒径为0.5～2.0微米，优选0.6～1.5微米，SiO2/Al2O3摩尔比为2.0～2.6，优选2.1～2.5，所述X沸石的阳离子为Na和/或K。
[0022]本专利技术所述改性X沸石的制备方法，包括如下步骤：
[0023](1)将常规X沸石加入到无机碱溶液中，于80～110℃，优选90～100℃搅拌处理0.5～5.0小时，经洗涤、干燥后得到X
‑
1。
[0024](2)将(1)步所得X
‑
1加入到铵盐溶液中，于35～95℃，优选45～85℃搅拌处理0.5～3.0小时，将洗涤、干燥后得到所述X沸石。
[0025]其中，所述的常规X沸石为钠型或钠钾型X沸石，具有八面体形貌，粒径为0.5～2.0微米，优选0.6～1.5微米，SiO2/Al2O3摩尔比为2.0～2.6，优选2.1～2.5。
[0026]其中，所述无机碱为氢氧化钠和/或氢氧化钾，无机碱浓度为0.1～2.0mol/L，优选0.2～1.2mol/L，无机碱溶液处理的液/固比为2～10L/kg，优选2～5L/kg，干燥温度为80～120℃。
[0027]其中，所述铵盐为可溶性铵盐，如氯化铵、硫酸铵、硝酸铵等，铵盐浓度为0.4～3.2mol/L，优选0.4～2.5mol/L，铵盐溶液处理的液/固比2～10L/kg，优选2～6L/kg，干燥温度为80～120℃。
[0028]本专利技术所述改性X沸石的应用，可用于制备吸附分离对二甲苯的吸附材料。
[0029]将改性X沸石压片成型，经破碎、过筛后取300～850μm的颗粒，用氯化钡和氯化钾混合溶液在柱式容器中进行离子交换，可得到用于吸附分离对二甲苯的吸附材料。离子交换温度为50～95℃，时间为1～20小时，离子交换的液体体积空速为1～10小时
‑1。
[0030]下面通过实施例进一步说明本专利技术，但本专利技术并不限于此。
[0031]X沸石的微孔和介孔孔容在美国Micromeritics公司ASAP 2020型物理吸附仪上测试。测试前，样品在300～450℃和真空(<10
‑2Pa)条件下脱气6～16小时，优选在350℃下脱气10小时。氮气物理吸附在77K的条件下进行。采用t
‑
plot法分析X沸石的微孔孔容V1，介孔孔容为P/P0＝0.99时的总孔容减去微孔孔容的差值，P0为0.1MPa。吸附剂的微孔孔容V2也采用相同的方法测试，则吸附剂中
[0032]使用动态脉冲试验装置测定吸附材料的吸附选择性。该装置由进料系统、吸附柱、加热炉、压力控制阀等组成。吸附柱为Ф6
×
1800毫米的不锈钢管，吸附材料装量为50毫升。吸附柱下端入口与进料和氮气系统相连，上端出口接压力控制阀，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性X沸石，其具有以下特征：微孔孔容为0.351～0.390毫升/克，介孔孔容为0.01～0.09毫升/克，介孔最可几孔径为2.0～7.0纳米。2.按照权利要求1所述的改性X沸石，其具有以下特征：微孔孔容为0.351～0.365毫升/克，介孔孔容为0.02～0.07毫升/克，介孔最可几孔径为3.0～6.0纳米。3.按照权利要求1所述的改性X沸石，其具有八面体形貌，粒径为0.5～2.0微米，SiO2/Al2O3摩尔比为2.0～2.6，所述X沸石的阳离子为Na和/或K。4.按照权利要求1所述的改性X沸石，其具有八面体形貌，粒径为0.6～1.5微米，SiO2/Al2O3摩尔比为2.1～2.5，所述X沸石的阳离子为Na。5.一种改性X沸石的制备方法，包括如下步骤：(1)将常规X沸石加入到无机碱溶液中，于80～110℃搅拌处理，洗涤、干燥后得到X
‑
1；(2)将(1)步所得X
‑
1加入到铵盐溶液中，于35～95℃搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：高宁宁，王辉国，拓鹏飞，钟进，高俊魁，乔晓菲，刘宇斯，陈甜甜，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：